为什么风力发电机转那么慢，一天却能发260000度电？
2021年10月26日 来源：机加工前沿 浏览 848 次 评论（0）
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。
位于丹麦的V164，高达220米，上面安装有3个巨型叶片，每个叶片长达80米。一天24小时能发电26万度，足够满足数百户家庭1个月的用电量。
关于这个发电量，疑问最多的是，风机转得这么慢能发电吗，发电量真的有那么多吗？
大家都玩过手摇发电手电筒吧，使劲的摇几下，手电真的能亮一会，但是持续的时间并不长。最经典的要数手摇剃须刀了，记得上初中那会，十分流行（一不小心就暴露年龄了）。
其实，风机叶片转速慢的原因很简单，这跟自身的重量以及风速有很大关系。越大型的风机，叶片越长，重量越大，转得越慢。1.5兆瓦风机叶片重约6吨，是0.75兆瓦风机叶片的1.8倍，但每分钟才转18圈，只有0.75兆瓦风机的3/4。风机叶片的转速跟风速也有很大关系，风速越快，风机转得越快。1.5兆瓦风机在风速达到3米每秒时，就可以通过转动齿轮提高转速，从而带动发电机发电。
那么，风机叶片转速能不能随着风速的增加而无限增大呢？当风速超过风机限定速度时，风机就要停止工作。因为如果转速过快，离心率大大增强，惯性趋势会打破风机自身的平衡，叶片就容易折断。
因此，每种型号的风机都有最大转速。当风速过快时，就需要后台操作电脑，停止运行风机，减少自身惯性带来的破坏和磨损。这就相当于两辆相同的汽车，一辆速度是30千米每小时，一个200千米每小时，哪个刹车更容易一个道理。所以，扇叶转动慢能更有效保护风机不受伤害。事实上，风机发电量不取决于叶片旋转的快慢。在叶片恒定转速的情况下，叶片受力增加，功率就会增加。风机的叶片越大，功率越大，相应发电量就越多。比如，1.5兆瓦风机在满功率发电的情况下，一小时能发1500度电。以一个三口之家在夏季高峰季平均每天用30度电计算，差不多能用50天。尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机，风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮，有的在一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本，还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。
垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和被子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。
